智能制造的特征
隨著信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，以及新型感知技術(shù)和自動化技術(shù)的應用，制造業(yè)正發(fā)生著巨大轉(zhuǎn)變，先進制造技術(shù)正在向信息化、自動化和智能化的方向發(fā)展，智能制造已經(jīng)成為下一代制造業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容。
2015年，我國發(fā)布的《國家智能制造標準體系建設(shè)指南（2015年版）》提出智能制造是基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術(shù)，貫穿于設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準控制自執(zhí)行等功能的先進制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱。
智能制造是德國工業(yè)4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和中國制造2025的核心。智能制造的主要特征包括以下四個方面：
狀態(tài)感知：準確感知設(shè)備、車間、企業(yè)、系統(tǒng)的實時運行狀態(tài)；
實時分析：對獲取的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行快速、準確的識別、分析及處理；
自主決策：根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果、按照設(shè)定的策略、自動做出決策；
精準執(zhí)行：對設(shè)備狀態(tài)、車間和生產(chǎn)線計劃做出精準調(diào)整。
智能制造的本質(zhì)是將軟件、嵌入系統(tǒng)、傳感器、設(shè)備互聯(lián)、智能算法等納入到生產(chǎn)流程中應用，實現(xiàn)客觀物理實體與數(shù)字虛擬網(wǎng)絡(luò)的融合。對于智能制造來說，最終實現(xiàn)如下圖所示的虛實映射系統(tǒng)：
智能制造的實施途徑
智能制造的實施途徑主要包括以下六步：
實施生產(chǎn)布局的精益化，盡可能由傳統(tǒng)功能型、離散型的生產(chǎn)組織方式向生產(chǎn)單元、脈動裝配線、流水線等連續(xù)流的生產(chǎn)組織方式轉(zhuǎn)變，設(shè)備之間緊湊擺放，減少物流周轉(zhuǎn)距離，為設(shè)備之間信息互聯(lián)與物料傳遞提供更優(yōu)方式，降低生產(chǎn)線中的在制品庫存，提高運轉(zhuǎn)效率。
實施工藝精益化和工藝裝備優(yōu)化，為自動化工藝裝備實施奠定基礎(chǔ)。所有的生產(chǎn)活動的應該圍繞“客戶的需求和價值”，深入貫徹“客戶價值不能停”的理念，才能實現(xiàn)客戶需求的JIT。
設(shè)計自動化工藝裝備，實現(xiàn)工序內(nèi)加工的“自働化”；工藝裝備是指為實現(xiàn)工藝規(guī)程所需的各種刃具、夾具、量具、模具、輔具、工位器具等的總稱。自動化工藝裝備主要包括自動上料、自動裝夾、自動定位、自動加工、自動測量、自動卸料以及控制系統(tǒng)和人機界面等。在智能制造系統(tǒng)設(shè)計和實施過程中，需要設(shè)計和安裝自動化工藝裝備，輔助設(shè)備完成完整的“自働化”加工。
從精益的角度出發(fā)，工藝裝備的“自働化”的實現(xiàn)，既要有相應的“自動化”技術(shù)保證，也需要有精益思想中的“遇到問題即停線”的理念支持。并且，在工藝裝備自動化的實施過程中，仍然需要各類精益工具持續(xù)減少生產(chǎn)準備時間，例如“快速換型”，讓更多的時間用于“客戶的價值不能停”。
連接設(shè)備，實現(xiàn)不同設(shè)備間物料與信息的自動傳遞；自動化工藝裝備只能實現(xiàn)工序內(nèi)加工的“自働化”，不同設(shè)備仍然需要被連接，如通過傳送帶、AGV小車等，從而實現(xiàn)不同設(shè)備間的物料與信息的自動傳遞。
從精益的角度出發(fā)，設(shè)備的物理和信息互聯(lián)的自動化，需要有精益布局作為支撐。精益生產(chǎn)倡導的流程型的布局方式，不僅僅設(shè)備之間物理位置緊湊，提高物料和信息的周轉(zhuǎn)效率，并且可以減少設(shè)備之間連接的硬件成本投入，更有利于上下游設(shè)備之間的各種狀態(tài)實時控制，提高設(shè)備利用率。
在機床及其它制造硬件設(shè)備上加裝傳感器、采集設(shè)備狀態(tài)和本工位生產(chǎn)數(shù)據(jù)；通過采集設(shè)備狀態(tài)和本工位生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，準確掌握設(shè)備的實時運行狀態(tài)和生產(chǎn)狀態(tài)。
從精益的角度出發(fā)，各工位的加工時間應該持續(xù)的改善，不斷追求工位之間的負載平衡。整合數(shù)據(jù)采集渠道（RFID、條碼設(shè)備、PLC、傳感器等）覆蓋整個工廠制造現(xiàn)場，保證海量現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時、準確、全面的采集；智能制造離不開車間制造現(xiàn)場數(shù)據(jù)的支撐。在制造過程中，通過整合各種數(shù)據(jù)采集渠道，實現(xiàn)海量現(xiàn)場數(shù)據(jù)的自動化實時采集。
打通制造過程各環(huán)節(jié)信息孤島，整合數(shù)據(jù)，構(gòu)建集成的信息化系統(tǒng)；事實上，工廠內(nèi)除了ERP和MES系統(tǒng)之間存在斷層外，還有非常多的其他系統(tǒng)，如設(shè)計、制造、采購、辦公等等，這些系統(tǒng)都是一個個的信息孤島，彼此之間缺少信息共享和交流，往往導致問題發(fā)生，因此，必須打通工廠原本的信息孤島，實現(xiàn)完全的自動化、信息化和智能化發(fā)展。
開發(fā)智能控制系統(tǒng)，對獲取的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行快速、準確的識別、分析及處理。基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對采集到的現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)進行分析，按照設(shè)定的策略、自動做出決策，將決策結(jié)果用于改善制造過程，對設(shè)備狀態(tài)、車間和生產(chǎn)線計劃做出精準調(diào)整，將大大提高制造過程的柔性和加工過程的集成性，從而提升產(chǎn)品生產(chǎn)過程的質(zhì)量和效率。
